The object of this study is test whether mitochondrial blood-based biomarkers are associated with markers of metabolic syndrome in bipolar disorder, hypothesizing higher lactate but unchanged cell-free circulating mitochondrial DNA levels in bipolar disorder patients with metabolic syndrome. In a cohort study, primary testing from the FondaMental Advanced Centers of Expertise for bipolar disorder (FACE-BD) was conducted, including 837 stable bipolar disorder patients. The I-GIVE validation cohort consists of 237 participants: stable and acute bipolar patients, non-psychiatric controls, and acute schizophrenia patients. Multivariable regression analyses show significant lactate association with triglycerides, fasting glucose and systolic and diastolic blood pressure. Significantly higher levels of lactate were associated with presence of metabolic syndrome after adjusting for potential confounding factors. Mitochondrial-targeted metabolomics identified distinct metabolite profiles in patients with lactate presence and metabolic syndrome, differing from those without lactate changes but with metabolic syndrome. Circulating cell-free mitochondrial DNA was not associated with metabolic syndrome. This thorough analysis mitochondrial biomarkers indicate the associations with lactate and metabolic syndrome, while showing the mitochondrial metabolites can further stratify metabolic profiles in patients with BD. This study is relevant to improve the identification and stratification of bipolar patients with metabolic syndrome and provide potential personalized-therapeutic opportunities.

ABSTRACT Zinc-finger ubiquitin binding domains (ZnF-UBDs) are non-catalytic domains mostly found in deubiquitylases (DUBs). They represent an underexplored opportunity for the development of deubiquitylase-targeting chimeras (DUBTACs) to pharmacologically induce the deubiquitination of target proteins. We have previously shown that ZnF-UBDs are ligandable domains. Here, a focused small molecule library screen against a panel of eleven ZnF-UBDs led to the identification of 59 , a ligand engaging the ZnF-UBD of USP3 with a K D of 14 µM. The compound binds the expected C-terminal ubiquitin binding pocket of USP3 as shown by hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry experiments and does not inhibit the cleavage of K48-linked di-ubiquitin by USP3. As such this compound could serve as a chemical starting point to develop bifunctional DUBTACs recruiting USP3 for targeted deubiquitination. Table of contents graphic

Chemical probes and chemogenomic compounds are valuable tools to link gene to phenotype, explore human biology, and uncover novel targets for precision medicine. The mission of the Target 2035 initiative is to discover chemical tools for all human proteins by the year 2035. Here, we draw a landscape of the current chemical coverage of human biological pathways. Although available chemical tools target only 3% of the human proteome, they already cover 53% of human biological pathways and represent a versatile toolkit to dissect a vast portion of human biology. Pathways targeted by existing drugs might be enriched in unknown but valid drug targets and could be prioritized in future Target 2035 efforts.

Abstract Protein class-focused drug discovery has a long and successful history in pharmaceutical research, yet most members of druggable protein families remain unliganded, often for practical reasons. Here we combined experiment and computation to enable discovery of ligands for WD40 repeat (WDR) proteins, one of the largest human protein families. This resource includes expression clones, purification protocols, and a comprehensive assessment of the druggability for hundreds of WDR proteins. We solved 21 high resolution crystal structures, and have made available a suite of biophysical, biochemical, and cellular assays to facilitate the discovery and characterization of small molecule ligands. To this end, we use the resource in a hit-finding pilot involving DNA-encoded library (DEL) selection followed by machine learning (ML). This led to the discovery of first-in-class, drug-like ligands for 9 of 20 targets. This result demonstrates the broad ligandability of WDRs. This extensive resource of reagents and knowledge will enable further discovery of chemical tools and potential therapeutics for this important class of proteins.

Chemical probes and chemogenomic compounds are valuable tools to link gene to phenotype, explore human biology and uncover novel targets for precision medicine. A growing federation of scientists is contributing to the mission of Target 2035 - discovering chemical tools for all druggable human proteins by the year 2035. It is expected that these compounds will enable the understanding of the regulation of cellular machineries and biological processes across the compendium of signaling pathways that animate cellular life. Here, we draw a landscape of the current chemical coverage of the human Reactome. We find that even though available chemical probes and chemogenomic compounds are targeting only 3% of the human proteome, they cover 53% of the human Reactome, due to the fact that 46% of human proteins are involved in more than one cellular pathway. As such, existing chemical probes and chemogenomic compounds already represent a versatile toolkit to manipulate a vast portion of human biology. Pathways targeted by existing drugs may be enriched in unknown but valid drug targets and could be prioritized in future Target 2035 efforts.

Deciphering pathway-phenotype associations is critical for a system-wide understanding of cells and the chemistry of life. An approach to reach this goal is to systematically modulate pathways pharmacologically. The targeted and controlled regulation of an increasing number of proteins is becoming possible, thanks to the growing list of chemical probes and chemogenomic compounds available to cell biologists, but no resource is available that directly maps these chemical tools on cellular pathways. To fill this gap, we developed Probe my Pathway (PmP), a database where high-quality chemical probes and well-characterized sets of chemogenomic compounds are mapped on all the human pathways of the Reactome database. The web interface allows users to browse the data via icicle charts or search the data for compounds, proteins, or pathways. Chemists can rapidly find pathways with low chemical coverage or explore the structural chemistry of ligands targeting specific cellular machineries. Cell biologists can look for chemical probes targeting different proteins in the same pathway or find which pathways are targeted by chemical probes of interest. PmP is updated annually and will grow with the expanding chemical tool kit produced by Target 2035 and other efforts. Database URL: https://apps.thesgc.org/pmp/.